测试技术(杭州电子科大)

1、机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院测试系统的基本特性测试系统的基本特性模拟信号处理模拟信号处理数字信号处理数字信号处理计算机与虚拟仪器测试技术计算机与虚拟仪器测试技术常用传感器常用传感器绪论绪论测试信号的描述与分析测试信号的描述与分析机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院本章主要内容本章主要内容1.1.测试系统的静态特性测试系统的静态特性2.2.测试系统的动态特性测试系统的动态特性 2.2.测试系统在典型输入下的动态特性分析测试系统在典型输入下的动态特性分析3.3.实现不失真测试的条件实现不

2、失真测试的条件4.4.系统动态特性参数的测试系统动态特性参数的测试机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院 测试系统是执行测试任务的传感器、仪器和设备的测试系统是执行测试任务的传感器、仪器和设备的总称。总称。 测试系统描述测试系统描述 简单测试系统简单测试系统(光电池光电池)V3.1 3.1 测试系统概述测试系统概述 第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院复杂测试系统复杂测试系统( (轴承缺陷检测轴承缺陷检测) ) 加速度计加速度计 带通滤波器带通

3、滤波器 包络检波器包络检波器3.1 3.1 测试系统概述测试系统概述 第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院不失真测量：不失真测量：3.1 3.1 测试系统概述测试系统概述 第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院3.1 3.1 测试系统概述测试系统概述 一个测试系统不管其复杂与否，都可以归结为研究输入一个测试系统不管其复杂与否，都可以归结为研究输入量量 、系统的传输特性、系统的传输特性 和输出量和

4、输出量 三者之间的关系。三者之间的关系。第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院3.1 3.1 测试系统概述测试系统概述 测试系统主要性质测试系统主要性质1. 叠加性叠加性2. 比例特性比例特性3. 微分特性微分特性4. 积分特性积分特性5. 频率保持性频率保持性第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院 如果测量时，测试装置的输入、输出信号不随时间而变如果测量时，测试装置的输入、输出信号不随时间而变化

5、，则称为静态测量。化，则称为静态测量。3.2 3.2 测试系统静态特性测试系统静态特性 第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院 如果测试系统的输入和输出都是不随时间变化或者变化如果测试系统的输入和输出都是不随时间变化或者变化极慢极慢的常量 ，则则3.2 3.2 测试系统静态特性测试系统静态特性 00byxSxa称为系统的静态特性方程。称为系统的静态特性方程。 由静态特性方程所确定的图形称为测试系统的定度曲线，由静态特性方程所确定的图形称为测试系统的定度曲线，也称校准曲线或标定曲线。也称校准曲线或

6、标定曲线。 第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院a)灵敏度灵敏度 当测试装置的输入当测试装置的输入x有一增量有一增量x,引起输出引起输出y发生相应变化发生相应变化y时时,定义定义: S=y/xy yx xx xy y3.2 3.2 测试系统静态特性测试系统静态特性 第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院b)非线性度非线性度 定度曲线偏离其拟合直线（或称参考直线）的程度定度曲线偏离其拟合直线（或称

7、参考直线）的程度称为非线性度称为非线性度 非线性度非线性度=B/A100%y yx xB B3.2 3.2 测试系统静态特性测试系统静态特性 第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院c)回程误差回程误差 当输入由小变大再由大变小时，对同一输入量会得到大小当输入由小变大再由大变小时，对同一输入量会得到大小不同的多个输出量。它们之间差值最大者为不同的多个输出量。它们之间差值最大者为hmax，则定义，则定义回程误差为回程误差为: (hmax/A)100%y yx xhmaxhmaxA A3.2 3.2

8、测试系统静态特性测试系统静态特性 第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院分辨力：指能引起输出量发生变化时输入量的最小变化分辨力：指能引起输出量发生变化时输入量的最小变化 量，表明测试装置分辨输入量微小变化的能力。量，表明测试装置分辨输入量微小变化的能力。稳定性：是指在一定工作条件稳定性：是指在一定工作条件下，当输入量不变时，输出量下，当输入量不变时，输出量随时间变化的程度。随时间变化的程度。漂移：漂移是指测试装置在输漂移：漂移是指测试装置在输入不变的条件下，输出随时间入不变的条件下，输出随时间的

9、极慢变化。的极慢变化。3.2 3.2 测试系统静态特性测试系统静态特性 第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院物料配重自动测量系统的静态参数测量物料配重自动测量系统的静态参数测量 灵敏度灵敏度= =y/y/x x非线性度非线性度=B/A=B/A100%100%回程误差回程误差= =(hmax/A)(hmax/A)100%100%测量范围：测量范围：3.2 3.2 测试系统静态特性测试系统静态特性 第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机

10、械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院3.3.1拉普拉斯变换简介拉普拉斯变换简介f f ( (t t)=e)=eatatu u( (t t) ) a a0 0 的傅里叶变换？的傅里叶变换？ 不存在不存在! !将将f f ( (t t) )乘以衰减因子乘以衰减因子e e- - t t，得：，得：j(j )0 ( )e( )eede edtttttF f tf ttt01 ( )lim e( )tL u tLu ts js若若 ，则有，则有令令js()01 ( )eedtstF f tts第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性3.3 3.3 测试系统的动态特性测试系统的动态特性机械工程

11、测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院（s= +j ）ttfttfttftfFstttttde )( de )(dee )(e )()j(jttfsFstde )()(定义：定义：求傅里叶逆变换求傅里叶逆变换ssFtfstde )(j21)(原函数原函数拉普拉斯正变换拉普拉斯正变换拉普拉斯逆变换拉普拉斯逆变换原函数原函数j(j) ( )e( )eed( )ed ( )edttttstF f tf ttf ttf tt第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性3.3.1拉普拉斯变换简介拉普拉斯变换简介机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大

12、学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院物理意义：物理意义：信号信号f f( (t t) )可分解成复指数信号可分解成复指数信号e estst的线性的线性组合。组合。 F F( (s s) )为单位带宽内各谐波的合成振幅，是为单位带宽内各谐波的合成振幅，是密度函数。密度函数。 s s是复数称为复频率，是复数称为复频率，F(sF(s) )称复频谱。称复频谱。)()(tfLsF)()(sFtfL符号表示：符号表示：)()(1sFLtf（正变换）（正变换）（逆变换）（逆变换）或或( ) ( )F sL f t1( ) ( )f tLF s( )( )Lf tF s 第三章第三章 测试系统的基本特性

13、测试系统的基本特性3.3.1拉普拉斯变换简介拉普拉斯变换简介机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院例题例题第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性3.3.1拉普拉斯变换简介拉普拉斯变换简介例1 指数函数 00( )e0ttx tAt 是常数，求拉氏变换。 A、 解 ()00( )L ( )eededtststAX sx tAtAts机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院1.1.线性线性1212( )( )( )( ), ,Laf tbf taF sbF s a b 则为常数1122(

14、)( ),( )( )LLf tF sf tF s 设2. 时域微分时域微分)0()0()(d)(d)1(1nnnLnnffssFsttf( )( )Lf tF s 设设，则：，则：d ( )( )(0 )dLf tsF sft ( )( )Lf tF s 第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性3.3.1 拉普拉斯变换简介拉普拉斯变换简介机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院4. 卷积性质卷积性质121212( )*( )( )( ),Re max(,)Lf tf tF sF ss tLssFfsFtfL0)(d)(),()(则设1

15、(0 )( )( )dtLfF sfss 3. 时域积分时域积分第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性3.3.1 拉普拉斯变换简介拉普拉斯变换简介机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院输出和输入的拉普拉斯变换之比定义为传递函数输出和输入的拉普拉斯变换之比定义为传递函数 11101110( )( )( )mmmmnnnnb sbsbsbY sH sX sa sasa sa第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性3.3.2 传递函数传递函数 传递函数以代数式的形式表征了系统的传输、转换特性。其分母中的 的 幂次代表了系统微分方

16、程的阶数。如 为1或为 2，就分别称为是一阶系统或二阶系统的传递函数。 snn机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院（1） 与输入与输入 及系统的初始状态无关，它只反映及系统的初始状态无关，它只反映系统本身的动态特性。系统本身的动态特性。（2） 是对物理系统特性的一种数学描述，与具体的是对物理系统特性的一种数学描述，与具体的物理结构无关，同一个传递函数可以表征具有相同传递特物理结构无关，同一个传递函数可以表征具有相同传递特性的不同物理系统。性的不同物理系统。( )H s( )x t( )H s特性特性第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基

17、本特性3.3.2 传递函数传递函数机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院（3） 虽和输入无关，但它所描述的系统对任一具体虽和输入无关，但它所描述的系统对任一具体的输入的输入 都确定地给出了相应的输出都确定地给出了相应的输出 及其量纲。及其量纲。（4） 中的分母完全由系统（包括研究对象和测试装置）中的分母完全由系统（包括研究对象和测试装置）的结构所决定，而分子则和输入方式，所测的变量以及测的结构所决定，而分子则和输入方式，所测的变量以及测点布置情况有关。点布置情况有关。( )H s( )H s3.3.2 传递函数传递函数机械工程测试技术机械工程测

18、试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院多环节系统的传递函数多环节系统的传递函数12( )( )( )( )( )( )( )( )( )Y sZ s Y sH sH s HsX sX s Z s1212( )( )( )( )( )( )( )( )( )Y sY sY sH sH sHsX sX sX s第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性3.3.2 传递函数传递函数机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院闭环系统的传递函数闭环系统的传递函数1( )( )( )Y sG sX s称为前向通道传递函数称为前向

19、通道传递函数 ( )( )( )FFXsHsY s 称为反馈通道传递函数称为反馈通道传递函数 ( )( )1( )( )FG sH sG s Hs第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性3.3.2 传递函数传递函数机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院 若输入量为正弦型信号时，系统达到稳态后，将输出 与输入 的傅里叶变换之比定义为频率响应函数，记作 ( )y t( )x t(j )H11101110(j )(j )(j )(j )(j )(j )(j )(j )(j )mmmmnnnnbbbbYHXaaaa(j )H 反映了测试系统在

20、正弦信号激励下的稳态响应特性，故也称为正弦传递函数 第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性3.3.3 频率响应函数频率响应函数机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院j ()(j )( )j ( )( )eHPQA 22( )(j )( )( )AHPQ( )( )/(j )arctg( )QHP (j )H是一个复数，具有相应的模和相角，可以表示为 故有 第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性3.3.3 频率响应函数频率响应函数机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院 倘若

21、测试系统是稳定的，那么在初始条件为零的情况下倘若测试系统是稳定的，那么在初始条件为零的情况下给其施加一单位脉冲，经过一段时间后该系统又能恢复到给其施加一单位脉冲，经过一段时间后该系统又能恢复到原来的平衡位置。则把测试系统对单位脉冲输入的这种响原来的平衡位置。则把测试系统对单位脉冲输入的这种响应叫作该系统的脉冲响应函数或权函数，用应叫作该系统的脉冲响应函数或权函数，用 表示。表示。( )h t( )( )x tt即即所以所以( )L ( )1X st 系统的复域输出则为系统的复域输出则为( )( )( )( )Y sH s X sH s 其时域描述即可通过对其时域描述即可通过对( )Y s的拉普

22、拉斯反变换得到的拉普拉斯反变换得到1( )L ( )( )y tH sh t 可见脉冲响应函数是传递函数的拉氏反变换，它是对可见脉冲响应函数是传递函数的拉氏反变换，它是对测试系统动态响应特性的一种时域描述。测试系统动态响应特性的一种时域描述。第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性3.3.4 脉冲响应函数（时域分析）脉冲响应函数（时域分析）机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院一阶和二阶系统的脉冲响应函数及其图形一阶和二阶系统的脉冲响应函数及其图形第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性3.3.4 脉冲响应函数（时域分析）脉

23、冲响应函数（时域分析）机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院 知道了测试系统的脉冲响应函数，就可以利用两个知道了测试系统的脉冲响应函数，就可以利用两个函数的卷积关系得到该系统对任意输入的响应。函数的卷积关系得到该系统对任意输入的响应。 将将信号信号x(t)分解分解为许多宽度为为许多宽度为 t 的窄条面积之和，的窄条面积之和，t= n t 时的第时的第n个窄条的高度为个窄条的高度为x(n t )，在，在 t 趋近于零的趋近于零的情况下，窄条可以看作是强度等于窄条面积的脉冲。情况下，窄条可以看作是强度等于窄条面积的脉冲。tx(t)n t x(n t

24、 ) t 第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性3.3.5 测试系统对任意输入的响应测试系统对任意输入的响应机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院2 2）在）在t=nt=n t t时刻，窄条脉冲引起的响应为时刻，窄条脉冲引起的响应为: : x(x(n n t)t) t t h(t- h(t- n n t)t)tx(nt) t h(t- nt)0第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性3.3.5 测试系统对任意输入的响应测试系统对任意输入的响应机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工

25、程学院3）各脉冲引起的响应之和即为输出y(t)0)()()(ntntthtnxtyty(t)0第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性3.3.5 测试系统对任意输入的响应测试系统对任意输入的响应机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院3.3.6 脉冲响应函数与频率响应函数之间的关系脉冲响应函数与频率响应函数之间的关系 系统的脉冲响应函数 和频率响应函数 是傅里叶变换对，即( )h t(j )H( )(j )h tH 这个关系进一步说明，脉冲响应函数 与频率响应函数 是分别在时域和频域上描述系统特性的函数，两者所描述的是同一事物，只是表现

26、形式不同罢了。 ( )h t(j )H第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性3.3.6 脉冲响应函数与频率响应函数之间的关系脉冲响应函数与频率响应函数之间的关系机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院3.4 3.4 测试系统在典型输入下的动态特性分析测试系统在典型输入下的动态特性分析 3.4.1 一阶系统的动态特性分析一阶系统的动态特性分析温度温度酒精酒精湿度湿度第三章第三章 测试系统的基本特性测试

27、系统的基本特性机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院一阶系统输出输入的微分方程可表示为 100d ( )( )( )dy taa y tb x tt或d ( )( )( )dy ty tSx tt 为一阶系统的时间常数； 为灵敏度。10aa00bSa故为方便起见，在讨论系统动态特性时均取1S 1S ( )1( )( )1Y sH sX ss1. 传递函数第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性3.4.1 一阶系统的动态特性分析一阶系统的动态特性分析机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院

28、2. 频率响应函数 当一阶系统的输入信号为正弦函数 时，常用频率响应函数来研究其动态特性。在式（3-45）中令 ，就得到一阶系统的频率响应函数为( )sinx ttjs2211(j)j1j11H其幅频和相频特性分别为21( )(j)1()AH( )/(j)arctg()H 第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性3.4.1 一阶系统的动态特性分析一阶系统的动态特性分析机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院2. 频率响应函数幅频特性和相频特性图 第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性3.4.1 一阶系统的动态特性分析一阶系统

29、的动态特性分析机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院3. 阶跃响应函数 对系统进行突然加载或者突然卸载就属于阶跃输入形对系统进行突然加载或者突然卸载就属于阶跃输入形式。这种输入因其简单易行，且能充分揭示测试系统的动式。这种输入因其简单易行，且能充分揭示测试系统的动态特性，故与脉冲输入一样，是一种常用的激励方式。态特性，故与脉冲输入一样，是一种常用的激励方式。第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性3.4.1 一阶系统的动态特性分析一阶系统的动态特性分析机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程

30、学院称重称重( (应变片应变片) )加速加速度度第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性3.4.2 二阶系统的动态特性分析二阶系统的动态特性分析机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院1. 传递函数描述二阶系统的典型微分方程可表示为221002d( )d ( )( )( )ddy ty taaa y tb x ttt2222d( )d ( )2( )( )ddnnny ty ty tSx ttt或1S 222( )2nnnH sss二阶系统的固有频率 二阶系统的阻尼比 02naa1022aa a第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的

31、基本特性3.4.2 二阶系统的动态特性分析二阶系统的动态特性分析机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院2. 频率响应函数（稳态响应）当二阶系统输入为正弦信号时 21(j )1j2nnH222222222121414nnnnnnj第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性3.4.2 二阶系统的动态特性分析二阶系统的动态特性分析机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院2. 频率响应函数（稳态响应）22221( )(j )14nnAH22( )/(j )arctg1nnH 第三章第三章 测试系统

32、的基本特性测试系统的基本特性3.4.2 二阶系统的动态特性分析二阶系统的动态特性分析机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院2. 频率响应函数（稳态响应）正弦输入时，系统的幅频与相频特性对稳态输出的影响 第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性3.4.2 二阶系统的动态特性分析二阶系统的动态特性分析机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院3. 阶跃响应函数（瞬态响应）当输入为单位阶跃信号时，二阶系统输出信号的拉氏变换为2221( )2nnnY ssss欠阻尼状态 n-2e( )1sin()

33、1tdy tt 临界阻尼状态 ( )1(1)entny tt 过阻尼状态 22(1)(1)2221ee( )12111nntty t 第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性3.4.2 二阶系统的动态特性分析二阶系统的动态特性分析机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院不同阻尼二阶系统的单位阶跃响应 第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性3.4.2 二阶系统的动态特性分析二阶系统的动态特性分析机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院3.4.3 测试系统的动态性能指标测试系统的动

34、态性能指标1. 频域动态性能指标频域动态性能指标 （1）带宽频率 0.707（2）工作频率 0 gi（3）谐振频率 r（4）跟随角 0.707（5）信噪比 SNR 第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院2. 时域动态性能指标时域动态性能指标 （1）时间常数 （2）上升时间 rt（3）峰值时间 pt（4）响应时间 st（5）超调量 M（6）衰减率 d第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性3.4.3 测试系统的动态性能指标测试系统的动态性能指标机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技

35、大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院3.5 3.5 实现不失真测试的条件实现不失真测试的条件 设测试系统的输出设测试系统的输出y(t)y(t)与输入与输入x(t)x(t)满足关系满足关系 y(t)=Ay(t)=A0 0 x(t-tx(t-t0 0) ) 该系统的输该系统的输出波形与输入信出波形与输入信号的波形精确地号的波形精确地一致，只是幅值一致，只是幅值放大了放大了A A0 0倍，在倍，在时间上延迟了时间上延迟了t t0 0而已。这种情况而已。这种情况下，认为测试系下，认为测试系统具有不失真的统具有不失真的特性。特性。t tA Ax(t)x(t)y(t)=Ay(t)=A0 0 x(t

36、)x(t)y(t)=Ay(t)=A0 0 x(t- tx(t- t0 0) )时域条件时域条件第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性机械工程测试技术机械工程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院3.5 3.5 实现不失真测试的条件实现不失真测试的条件 y(t)=A0 x(t-t0) Y()=A0e-jt0X() 不失真测试系统条件的幅频特性和相频特性应分别满足不失真测试系统条件的幅频特性和相频特性应分别满足 A()=A0=常数常数 ()=-t0做傅立叶变换做傅立叶变换 频域定义频域定义第三章第三章 测试系统的基本特性测试系统的基本特性机械工程测试技术机械工

37、程测试技术杭州电子科技大学机械工程学院杭州电子科技大学机械工程学院3.6 3.6 系统动态特性参数的测定系统动态特性参数的测定 要使测试系统精确可靠以保证足够的测量精度，不仅测要使测试系统精确可靠以保证足够的测量精度，不仅测试系统的定度应当精确，而且应该定期校准。定度和校准就试系统的定度应当精确，而且应该定期校准。定度和校准就其试验内容来说，就是对测试系统本身特性参数的测试。其试验内容来说，就是对测试系统本身特性参数的测试。 对于系统动态特性参数的测定，通常用阶跃信号或正弦对于系统动态特性参数的测定，通常用阶跃信号或正弦信号作为标准激励信号，分别测出阶跃响应曲线和频率响应信号作为标准激励信号，分别测出阶跃响应曲线和频率响应曲线，从中可以确定测试系统的时间常数、阻尼比和固有频曲线，从中可以确定测试系统的时间常数、阻尼比和固